CHITOSAN (Kỳ 3): Chitosan và tương lai của công nghệ thực phẩm xanh. 

Trong hai kỳ trước, VINAFOSA đã giới thiệu tổng quan về chitosan, nguồn gốc từ kitin trong vỏ tôm, cua và những ứng dụng nổi bật trong bảo quản thực phẩm, bao bì sinh học. Tuy nhiên, giá trị của chitosan không chỉ dừng lại ở việc kéo dài thời hạn sử dụng của thực phẩm. Trong bối cảnh ngành thực phẩm toàn cầu đang hướng tới phát triển bền vững, giảm phát thải và xây dựng nền kinh tế tuần hoàn, chitosan được xem là một trong những vật liệu sinh học giàu tiềm năng nhất. Từ phụ phẩm của ngành thủy sản, chitosan đang góp phần tạo ra chuỗi giá trị mới, giảm chất thải và mở ra nhiều cơ hội đổi mới sáng tạo cho ngành công nghiệp thực phẩm. Đây cũng là lý do vì sao FAO, Codex, FDA, EFSA cùng cộng đồng khoa học quốc tế dành nhiều sự quan tâm cho loại vật liệu đặc biệt này.

Chitosan và kinh tế tuần hoàn

Một trong những xu hướng lớn nhất của ngành thực phẩm hiện đại là kinh tế tuần hoàn (Circular Economy).

Khác với mô hình kinh tế tuyến tính:

Khai thác → Sản xuất → Tiêu dùng → Thải bỏ

kinh tế tuần hoàn hướng tới:

Khai thác → Sản xuất → Tiêu dùng → Thu hồi → Tái sử dụng → Tạo giá trị mới.

Trong chuỗi này, chitosan là ví dụ rất điển hình.

Mỗi năm, ngành chế biến thủy sản trên thế giới tạo ra hàng chục triệu tấn phụ phẩm gồm:

• vỏ tôm;
• mai cua;
• mai ghẹ;
• đầu tôm;
• xác giáp xác.

Nếu không được xử lý hợp lý, lượng phụ phẩm này sẽ gây:

• ô nhiễm môi trường;
• phát sinh mùi;
• tăng chi phí xử lý chất thải.

Thông qua công nghệ chiết xuất kitin và sản xuất chitosan, phụ phẩm được chuyển hóa thành vật liệu có giá trị cao phục vụ:

• công nghiệp thực phẩm;
• y sinh;
• mỹ phẩm;
• xử lý môi trường;
• nông nghiệp.

Đây chính là mô hình “Waste to Value” – biến chất thải thành tài nguyên, được FAO khuyến khích trong chiến lược phát triển hệ thống thực phẩm bền vững.

Vai trò trong giảm thất thoát thực phẩm

Theo FAO, khoảng 1/3 lượng thực phẩm sản xuất trên toàn cầu bị thất thoát hoặc lãng phí mỗi năm.

Nguyên nhân chủ yếu gồm:

• hư hỏng sau thu hoạch;
• bảo quản không phù hợp;
• tổn thất trong vận chuyển;
• phân phối kéo dài.

Chitosan góp phần giảm thất thoát thông qua:

• kéo dài thời gian bảo quản;
• giảm tốc độ hư hỏng;
• hạn chế vi sinh vật;
• giảm oxy hóa;
• duy trì chất lượng cảm quan.

Nếu được ứng dụng rộng rãi, vật liệu sinh học này không chỉ giúp doanh nghiệp giảm tổn thất kinh tế mà còn góp phần giảm lượng thực phẩm bị lãng phí trên toàn chuỗi cung ứng.

Chitosan và xu hướng “Clean Label”

Người tiêu dùng ngày càng quan tâm tới thực phẩm:

• ít phụ gia;
• ít chất bảo quản tổng hợp;
• thành phần có nguồn gốc tự nhiên.

Đây là xu hướng được gọi là Clean Label.

Trong bối cảnh đó, chitosan được xem là một giải pháp đầy triển vọng vì:

• Nó có nguồn gốc tự nhiên;
• Có khả năng kháng khuẩn;
• Thay thế một phần chất bảo quản hóa học;
• Không tạo ra vi nhựa như bao bì truyền thống.

Tuy nhiên, các chuyên gia cũng lưu ý rằng chitosan không phải là “thần dược” thay thế mọi chất bảo quản. Hiệu quả của nó phụ thuộc vào:

• loại thực phẩm;
• công thức phối trộn;
• điều kiện bảo quản;
• quy trình sản xuất.

Do đó, chitosan cần được xem như một giải pháp hỗ trợ trong hệ thống bảo quản tổng thể.

Những thách thức trong thương mại hóa

Mặc dù có nhiều ưu điểm, việc ứng dụng chitosan ở quy mô công nghiệp vẫn còn đối mặt với nhiều thách thức.

Chi phí

Quy trình sản xuất gồm:

• Quá trình khử khoáng;
• Bước khử protein;
• khử acetyl;
• tinh chế

đòi hỏi hóa chất và năng lượng tương đối lớn.

Điều này khiến giá thành chitosan chất lượng cao cao hơn nhiều vật liệu thông thường.

Chất lượng nguyên liệu

Nguồn nguyên liệu khác nhau sẽ tạo ra chitosan có:

• khối lượng phân tử khác nhau;
• mức độ deacetyl hóa khác nhau;
• tính chất cơ học khác nhau.

Điều này đòi hỏi doanh nghiệp phải kiểm soát rất tốt quy trình sản xuất.

Khung pháp lý

Việc sử dụng chitosan trong tiếp xúc thực phẩm cần tuân thủ:

• quy định quốc gia;
• tiêu chuẩn tiếp xúc thực phẩm;
• yêu cầu về độ tinh khiết.

FDA và nhiều cơ quan quản lý đều yêu cầu nhà sản xuất chứng minh chất lượng và mục đích sử dụng phù hợp trước khi thương mại hóa.

Cơ hội đối với Việt Nam

Việt Nam nằm trong nhóm quốc gia xuất khẩu tôm lớn nhất thế giới.

Điều này đồng nghĩa với việc chúng ta sở hữu nguồn nguyên liệu rất lớn để phát triển chitosan.

Nếu tận dụng tốt, Việt Nam có thể:

• nâng cao giá trị phụ phẩm;
• giảm ô nhiễm môi trường;
• phát triển vật liệu sinh học;
• gia tăng giá trị xuất khẩu.

Đây không chỉ là cơ hội cho ngành thủy sản mà còn mở ra hướng phát triển mới cho ngành công nghiệp thực phẩm và vật liệu sinh học trong nước.

Góc nhìn VINAFOSA

Trong tương lai, các vật liệu sinh học như chitosan nhiều khả năng sẽ trở thành một phần quan trọng của hệ thống thực phẩm hiện đại.

Tuy nhiên, để phát huy hiệu quả, cần có sự phối hợp giữa:

• nghiên cứu khoa học;
• doanh nghiệp;
• cơ quan quản lý;
• người tiêu dùng.

VINAFOSA cho rằng việc phát triển các giải pháp sinh học cần dựa trên ba nguyên tắc:

• Hiệu quả khoa học;
• An toàn cho người sử dụng;
• Phù hợp với quy định pháp luật và tiêu chuẩn quốc tế.

Chỉ khi đáp ứng đầy đủ các yêu cầu này, chitosan mới có thể phát huy hết tiềm năng trong ngành thực phẩm.

Kết luận

Từ một phụ phẩm tưởng như không có nhiều giá trị, vỏ tôm và cua đã trở thành nguồn nguyên liệu để tạo ra chitosan – một vật liệu sinh học đa năng với nhiều ứng dụng trong bảo quản thực phẩm, bao bì sinh học và phát triển bền vững.

Trong bối cảnh thế giới hướng tới giảm chất thải, giảm nhựa dùng một lần và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên, chitosan không chỉ là một giải pháp kỹ thuật mà còn là biểu tượng của tư duy kinh tế tuần hoàn.

Đối với Việt Nam, phát triển công nghệ chitosan là cơ hội để biến lợi thế về nguồn nguyên liệu thành giá trị kinh tế, đồng thời góp phần xây dựng ngành thực phẩm xanh, an toàn và bền vững hơn.

5 điều cần nhớ

1. Chitosan được sản xuất từ kitin trong phụ phẩm thủy sản, góp phần biến chất thải thành tài nguyên.

2. Chitosan có khả năng kháng khuẩn, tạo màng sinh học và hỗ trợ kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm.

3. Đây là vật liệu tiềm năng cho bao bì sinh học và công nghệ bảo quản thực phẩm xanh.

4. Hiệu quả của chitosan phụ thuộc vào chất lượng sản xuất, công thức sử dụng và loại thực phẩm.

5. Việt Nam có nhiều lợi thế để phát triển ngành công nghiệp chitosan nhờ nguồn phụ phẩm thủy sản dồi dào.

Đọc thêm: 

• Chitosan (Kỳ 1): Tổng quan về Chitosan – Từ vỏ tôm đến vật liệu sinh học của tương lai
• Chitosan (Kỳ 2): Ứng dụng Chitosan trong bảo quản thực phẩm và bao bì sinh học 

Tài liệu tham khảo

1. FAO. The State of Food and Agriculture – Circular Bioeconomy.
2. FAO. Food Loss and Food Waste.
3. FDA. Food Contact Notifications and Guidance.
4. Codex Alimentarius Commission. General Principles of Food Hygiene (CXC 1-1969, Rev. 2022).
5. Dash M. et al. (2011). Chitosan – A versatile semi-synthetic polymer in biomedical applications. Progress in Polymer Science.
6. Elsabee M.Z., Abdou E.S. (2013). Chitosan based edible films and coatings: A review. Materials Science and Engineering C.
7. Younes I., Rinaudo M. (2015). Chitin and Chitosan Preparation from Marine Sources. Marine Drugs.